基于无线通信的煤矿机车道岔智能管理

曹爱玲 李升林 冯彦婷 董平平 雷红兵

摘 要：旧的道岔管理模式要司机非常清楚认识道岔分布情况，人工判断道岔状态，停止机车，司机下车按动道岔处的按钮或踩动、搬动道岔。本文论述的基于无线通信的煤矿机车道岔智能管理模式突破人工局限性，大大提高了机车运输的安全和运输效率。

关键词：机车道岔；煤矿；智能管理

1.道岔管理在煤矿机车运输中的地位

煤矿机车运输管理是煤矿安全生产管理的重要组成部分。随着科学技术的进步，煤矿运输的模式呈现多样化的发展趋势。一些大型和特大型矿井运输基本上采用无轨胶轮车运输模式，实现了无轨化，但在大部分中小型矿井中，采用机车轨道运输方式还相当普遍。而轨道运输中道岔的管理又是运输安全管理的重点。道岔是一种使机车车辆从一股道转入另一股道的线路连接设备，通常在车站、编组站大量铺设。煤矿道岔是我国煤炭系统使用的专用铁路道岔，是窄轨道铁路线路连接的基本设备。窄轨铁路道岔标准化、系列化对煤矿或其他矿山的设计、建设和生产也是非常重要的。煤矿窄轨铁路道岔铺设方便、迅速，具有严格的制造、验收标准，其轨型、轨距、转辙角度系列化，适用于我国煤矿行业多变的使用情况。

2.道岔管理的现状

不管是电动道岔机，还是气动道岔机，原来的道岔管理模式，每当电机车即将行进到某个道岔附近时，都需要停止电机车，然后下车来用脚人工的踩动道岔，来实现道岔的换向操作后再继续行进....。这种做法显然非常不安全，而且极大地影响了运输效率。它需机车在行进途中对整个矿道的道岔分布有着非常清楚的认识，而且矿下光线一般不够，一旦司机忘记前方的某个道岔，极有可能发生机车翻出轨道的事故，从而造成运输线路的一段时间的瘫痪。在目前的生产运输中，这种情况也是经常发生。转换设备是否能够正常工作将直接影响到机车安全和运输效率。因此矿区迫切要通过在井下控制系统中智能化、自动化地控制道岔的切换及其闭锁。此外，在实际现场，这些非常落后的人工道岔换道的速度过慢，不够安全。

3.基于无线通信的煤矿机车道岔智能管理模式。

3.1系统概述

基于无线通信的煤矿机车道岔智能管理系统分为识别控制单元和执行单元两个部分。识别控制单元在道岔和机车之间实现无线通信。机车操作盘安装在机车驾驶室，类似于汽车左右转向灯。机车渐进道岔安全距离时，机车司机根据转向需要，在机车操作盘上做出左转或右转的操作，转向信号通过无线通信传输给道岔识别控制器，安装在道岔处的道岔识别控制器通过无线通信接收到机车操作盘发来的转向信号，识别并转换发出控制信号给执行单元，执行单元接收到控制信号，对电动机或电动阀门发出执行指令，驱动电动机或电动阀门做出相应转向动作。

3.2解决空间难题

系统信号无线传输，打破站场线缆敷设局限性。有线传输无法解决行进中的机车和道岔之间的准确通信。

3.3安全性

系统信号无线传输，司机无需下车，无需查看道岔状态，只要根据自己的转向要求从驾驶室做出相应转向操作就可以，通过自动化识别控制，大大提高操作的可靠性，杜绝了停止电机车，然后下车来用脚人工的踩动道岔，来实现道岔的换向操作后再继续行进的安全隐患，而且大大提高了运输效率。运输线路的道岔质量达到合格，无非标准道岔，道岔轨型不低于线路轨型。弯道、井底车场、其他人员密集的地点、顶车作业区应装备声光预报警信号装置，关键部位道岔应装备道岔位置指示器。同一水平行驶5台以下机车时，使用司控道岔或电气闭锁信号系统；行驶5台及以上机车时，使用“信、集、闭”系统。

3.4智能化自动控制

系统通过无线通信实现道岔真正的自动控制，使得对道岔状态的判断识别和控制，由司机的主管能动判断，转换成系统自动判断识别控制。司机只需要如开汽车一般做出左转或者右转的操作提示，道岔执行单元自动判断道岔处于左转或者右转的状态，如果道岔状态符合操作要求，执行机构不动作，如果道岔状态不符合操作要求，执行机构安要求做出动作，使得道岔符合操作转向要求。

总而言之，道岔管理是机车运输中的重要环节。它直接关系到矿井生产运输安全和任务的完成，在机车运输过程中，一定要从保障安全，服务生产的角度入手。基于无线通信的煤矿机车道岔智能管理模式，将道岔管理从以往的人工识别判断道岔状态、停车、司机踩动道岔控制，提升到系统自动识别机车转向意图，智能判断道岔状态，自动控制道岔转向，无线通信无需司机下车，自动化、智能化的道岔控制排除了人为因素的安全隐患，降低了机车掉道、翻车的事故概率。提高了煤矿机车运输的效率和煤矿机车运输的安全系数。

参考文献：

[1]王燕. 《单片机原理及应用技术》[M].北京.中国电力出版社，2011

[2]李朝青.《无线发送/接受IC芯片及其数据通信技术选编》[M].北京.北京航空航天大學出版社，2004

[3]高来阳.《设备管理学》.中国铁道出版社，1993.08

[4]周敏，魏厚培，张华编著.《现代设备工程学》.冶金工业出版社，2011.01

作者简介：

曹爱玲（1982.04-），女，汉族 ，机电助理工程师，供职于白银银河机械制造有限公司。

李升林，（1983.11-），男，汉族，机电助理工程师，供职于甘肃靖远煤电股份有限公司大水头煤矿。

冯彦婷（1985.03-），女，汉族，机电助理工程师，供职于甘肃靖远煤电股份有限公司大水头煤矿。

董平平（1980.01-），男，机电技术员，供职于甘肃靖远煤电股份有限公司大水头煤矿。

雷红兵（1981.11-），男，机电助理工程师，供职于甘肃靖远煤电股份有限公司大水头煤矿。